- •24.4. Мембранные аппараты
- •1 Фланцы, 2 стягивающий болт, 3- уплотнительная пластина, 4 мембрана, 5 дренажная пластина; 6-разделительная пластина
- •1 Пермеатоотводящая трубка, 2 мембраны, 3 дренажный лист, 4 сетка-сепаратор, 5-область склеивания; 6-фиксатор; 7 корпус
- •24.5. Методы очистки мембран
- •Вопросы для самоконтроля
- •К разделу «Массообменные процессы и аппараты»
1 Фланцы, 2 стягивающий болт, 3- уплотнительная пластина, 4 мембрана, 5 дренажная пластина; 6-разделительная пластина
Под фланцами I, стягиваемыми болтами 2, расположены две уплотнительные пластины 3, между которыми помещают пакет чередующихся пластин: дренажных 5 и разделительных 6. Отличительной особенностью этого аппарата является то, что мембрана 4 не разрезается на куски по числу мембранных элементов, а последовательно огибает все дренажные пластины
Недостатки плоскокамерных аппаратов - невысокая удельная (на 1 м3 объема аппарата) поверхность мембран-60-300 м2, а также то, что сборка аппаратов и замена мембран осуществляются вручную.
Основные рекомендации по созданию аппаратов данного типа: целесообразной формой мембранного элемента является прямоугольная (в плане); принцип сборки аппаратов должен быть секционным, что обеспечивает оптимальный гидродинамический режим; предпочтительной является бескорпусная модель аппарата.
Аппараты с трубчатыми мембранными элементами. Устройство аппаратов этого типа определяется конструкцией комплектующих их мембранных элементов.
Трубчатый мембранный элемент (рис. 24-18) состоит из мембраны 2 и дренаж- ного каркаса. Дренажный каркас изготовляют из трубки, являющейся опорой для мембранного элемента и обеспечивающей отвод пермеата, и микропористой под- ложки 3, исключающей вдавливание мембраны 2 в дренажные каналы трубки под воздействием рабочего давления разделяемой смеси. Различают трубчатые мемб- ранные элементы с мембраной 2 внутри (рис. 24-18. а), снаружи (рис. 24-18. б) трубки и с комбинированным (рис. 24-18, в) ее расположением.
Из аппаратов с трубчатыми мембранными элементами наи- большее применение получили аппараты с мембраной внутри труб- ки. Они имеют следующие преимущества: малая материалоемкость из-за отсутствия корпуса; низкое гидравлическое сопротивление потоку пермеата в связи с небольшой длиной дренажного канала; хорошие гидродинамические условия работы мембраны, т. е. рав- номерное движение потока раствора с высокой скоростью над ее поверхностью и отсутствием застойных зон; возможность механи-
ческой очистки мембранных элементов от осадка без разборки аппарата; удобство установки трубчатых мембранных элементов в аппараты; надежность герметизации аппарата.
Недостатки аппаратов этого типа: малая удельная поверхность мембран в аппарате (60-200 м2/м3); необходимость повышенной точности изготовления и механической обработки внутренней поверхности дренажного каркаса; невозможность визуального контроля процесса формования мембран.
При расположении мембраны снаружи трубки можно получить трубчатые мембранные элементы малых диаметров, что позволяет значительно увеличить удельную поверхность мембран в аппарате. Кроме того, не требуется высокой точности обработки дренажного каркаса аппарата и возможен контроль процесса формования мембраны. Однако эти аппараты по сравнению с аппаратами, в которых мембрану располагают внутри трубки, отличаются большой материалоемкостью (необходим корпус, выдерживающий рабочее давление), плохими гидродинамическими условиями; их сложнее очищать от осадка, а при замене трубчатых мембранных элементов легко повредить селективный слой мембран.
В аппаратах с комбинированным расположением мембран в трубчатых мембранных элементах мембраны помещаются на дренажном каркасе как внутри труб, так и снаружи их. Аппараты этого типа имеют наибольшую удельную поверхность мембран. Однако помимо недостатков, характерных для аппаратов с трубчатыми мембранными элементами, в которых мембраны расположены внутри или снаружи труб, аппараты этого типа имеют значительное гидравлическое сопротивление из-за большой протяженности пути пермеата внутри трубки. Трубчатые мембранные элементы разли-
Рис. 24-19 Схема (а) и общий вид (б) аппарата с рулонными мембранными элементами:
